質問編集履歴
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__以下の記事は、Mutexクラスのlock()のif文をwhile文に修正した状態でプログラムを実行した場合のものです。
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if文だと、そもそも競合状態になる場合があることがわかりました（quickquipさんの回答参照）。__
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jdbの表示の読み方が間違っていたようです。jdbのlockコマンドでロックに関する情報を確認したところ、lock()の中を実行中のスレッドは1つしかありませんでした。ロック獲得待ちをしているスレッドでwhereコマンドを実行した時に表示される行番号は、実行しようとしているメソッドの中でjdbがブレークポイントをはれる最初の行番号を表示するようです（「try {」やコメント行にはブレークポイントが設定できない。そのため、その次の行の「if (isLock) {」の行番号が表示される）。
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jdbの表示の読み方に関する記事を追加
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jdbでMutexクラスの「System.out.println("isLock=" + isLock);」の行にブレークポイントをはり、他のスレッドの様子を確認したところ、lock()内に2つのスレッドがいました（以下のjdbのログのスレッド0x1beとスレッド0x1bf）。
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~~jdbでMutexクラスの「System.out.println("isLock=" + isLock);」の行にブレークポイントをはり、他のスレッドの様子を確認したところ、lock()内に2つのスレッドがいました（以下のjdbのログのスレッド0x1beとスレッド0x1bf）。
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スレッド0x1beはlock()の「if (isLock) {」の部分を、スレッド0x1bfはlock()の「System.out.println("isLock=" + isLock);」の部分を実行しているようです。
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スレッド0x1beはlock()の「if (isLock) {」の部分を、スレッド0x1bfはlock()の「System.out.println("isLock=" + isLock);」の部分を実行しているようです。~~
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lock()の中に2つスレッドがいて、正常にロックを実装できていないことが競合が起きている原因だと思いますが、なぜsynchronizedメソッドの中に同時に複数のスレッドが入れるのかがわかりません。
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新しくlock()を呼んだスレッドはもちろん、notify()によってウェイトセットから出てきたスレッドも、synchronizedによるロックの獲得待ちをするため、lock()には同時に1つのスレッドしか入れない認識です。
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**2020.10.12追加**
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jdbの表示の読み方が間違っていたようです。jdbのlockコマンドでロックに関する情報を確認したところ、lock()の中を実行中のスレッドは1つしかありませんでした。ロック獲得待ちをしているスレッドでwhereコマンドを実行した時に表示される行番号は、実行しようとしているメソッドの中でjdbがブレークポイントをはれる最初の行番号を表示するようです（「try {」やコメント行にはブレークポイントが設定できない。そのため、その次の行の「if (isLock) {」の行番号が表示される）。
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Thread-0[1] threads
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グループsystem:
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(java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler)0x173 Reference Handlerは実行中です
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(java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread)0x174 Finalizer は条件を待機中です
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(java.lang.Thread)0x175 Signal Dispatcherは実行中です
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グループmain:
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(UserThread)0x1be Thread-0 は実行中です(ブレークポイント)
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(UserThread)0x1bf Thread-1 はモニター内で待機中です
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(UserThread)0x1c1 Thread-2 はモニター内で待機中です
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(java.lang.Thread)0x1c6 DestroyJavaVM は実行中です
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グループInnocuousThreadGroup:
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(jdk.internal.misc.InnocuousThread)0x1a2 Common-Cleaner は条件を待機中です
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Thread-0[1] where
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[1] Mutex.lock (Mutex.java:10)
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[2] Gate.pass (Gate.java:9)
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[3] UserThread.run (UserThread.java:16)
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Thread-0[1] thread 0x1bf
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Thread-1[1] where
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[1] Mutex.lock (Mutex.java:8)
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[2] Gate.pass (Gate.java:9)
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[3] UserThread.run (UserThread.java:16)
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Thread-1[1] thread 0x1c1
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Thread-2[1] where
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[1] Mutex.lock (Mutex.java:8)
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[2] Gate.pass (Gate.java:9)
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[3] UserThread.run (UserThread.java:16)
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// lockコマンドでthis（lock()がロックする時に使うインスタンス）のロックの情報を表示してやると、
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// 実行中のスレッド（ロックを獲得しているスレッド）はThread-0のみで、Thread-1とThread-2は
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// ロック獲得待ちであることがわかる。
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Thread-2[1] lock this
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com.sun.tools.example.debug.expr.ParseException: Unable to complete expression. Thread not suspended for method invoke
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所有者: Thread-0、エントリ数: 1
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スレッドを待機中: Thread-1
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スレッドを待機中: Thread-2
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Thread-2[1]
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### 補足情報（FW/ツールのバージョンなど）
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OSの情報を追加しました
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@@ -324,7 +324,11 @@
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### 補足情報（FW/ツールのバージョンなど）
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-
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- OS
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+
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macOS Catalina バージョン10.15.7
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- Javaのバージョン
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